知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ コニンクレイク ダウエ エフベルツ ベー．フェー．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-18
(54)【発明の名称】飲料の加熱及び泡立てのためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
A47J 31/44 20060101AFI20220210BHJP
【ＦＩ】
A47J31/44 420
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021536027
(86)(22)【出願日】2019-12-20
(85)【翻訳文提出日】2021-07-21
(86)【国際出願番号】 EP2019086524
(87)【国際公開番号】W WO2020136103
(87)【国際公開日】2020-07-02
(31)【優先権主張番号】1821199.5
(32)【優先日】2018-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】512183563
【氏名又は名称】コニンクレイク ダウエ エフベルツ ベー．フェー．
(74)【代理人】
【識別番号】100091443
【弁理士】
【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴
(74)【代理人】
【識別番号】100130720
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼見 良貴
(74)【代理人】
【識別番号】100130432
【弁理士】
【氏名又は名称】出山 匡
(72)【発明者】
【氏名】ベントレー，アンドリュー チャールズ
(72)【発明者】
【氏名】ウッダール，ハリソン ロイド
(72)【発明者】
【氏名】ハンセン，ニコラス アンドリュー
【テーマコード（参考）】
4B104
【Ｆターム（参考）】
4B104AA27
4B104BA29
4B104EA17
(57)【要約】
飲料の加熱及び泡立てのためのシステムが、飲料を調製するための装置と、ワンド（１２）とを備える。装置は、ワンドを動作位置で保持するためにワンドを内部に取り外し可能に装着できるワンドホルダ（３１）と、蒸気源に動作可能に接続できる蒸気ノズル（１５）とを有する。蒸気ノズル（１５）は、ワンドをワンドホルダに挿入すること又はワンドホルダから取り外すことを可能にするためにワンドホルダから離間したワンド挿入位置と、蒸気ノズルがワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間で移動可能である。装置は、上記のワンド挿入位置と上記のワンド係合位置との間で蒸気ノズルを移動させるように動作可能なアクチュエータ構造（６０）と、アクチュエータ構造の作動を調節するための制御システムとを有する。
【選択図】 図７
【選択図】 図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
飲料の加熱及び泡立てのためのシステムであって、飲料を調製するための装置と、前記装置に取り外し可能に装着できるワンドとを備えており、前記装置が、前記ワンドを動作位置で保持するために前記ワンドを内部に取り外し可能に装着できるワンドホルダと、蒸気源に動作可能に接続できる蒸気ノズルとを有し、前記蒸気ノズルは、前記ワンドを前記ワンドホルダに挿入すること又は前記ワンドホルダから取り外すことを可能にするために前記蒸気ノズルが前記ワンドホルダから離間しているワンド挿入位置と、前記ワンドが前記ワンドホルダ内に前記動作位置で装着されているときに前記蒸気ノズルが前記ワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間で移動可能であり、前記装置は、前記ワンド挿入位置と前記ワンド係合位置との間で前記蒸気ノズルを移動させるように動作可能なアクチュエータ構造と、前記アクチュエータ構造の作動を調節するための制御システムとを含むシステム。
【請求項2】
前記蒸気ノズルがホーム位置と蒸気噴射位置との間で移動可能なキャリアアセンブリ内に装着されており、前記キャリアアセンブリが前記ホーム位置にあるとき、前記蒸気ノズルが前記ワンド挿入位置で保持され、前記キャリアアセンブリが前記蒸気噴射位置にあり、かつ前記ワンドが前記動作位置で前記ワンドホルダ内に装着されているときに、前記蒸気ノズルが前記ワンド係合位置を採用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記蒸気ノズルが、前記キャリアアセンブリ内に移動可能に装着され、前記キャリアアセンブリに対して第１の位置へと弾性的に付勢されており、前記アクチュエータ構造が、前記ワンドを前記ワンドホルダ内に保持した状態での使用時に、前記キャリアアセンブリが前記ホーム位置から前記蒸気噴射位置への行程の終わりに達する前に前記蒸気ノズルが前記ワンドの前記入口端に係合し、前記キャリアアセンブリが前記蒸気噴射位置へ移動し続ける結果、前記蒸気ノズルが前記弾性的付勢力に抗して、前記キャリアアセンブリに対して前記第１の位置から第２の位置へ変位するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記アクチュエータ構造が、前記弾性的付勢により、使用時に前記蒸気ノズルが所定の力で前記ワンドに係合して保持されるように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記装置が、前記キャリアアセンブリが前記蒸気噴射位置にあるときに前記第１の位置から前記第２の位置への前記蒸気ノズルの変位を検出するためのセンサ構造を備える、請求項３又は４に記載のシステム。
【請求項6】
前記ワンドが、ある軸と同心の蒸気入口オリフィスを画定し、前記キャリアアセンブリが、前記ワンドが前記ワンドホルダ内に前記動作位置で装着されているときに、前記軸の方向に平行な直線方向に移動するように拘束される、請求項２乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項7】
前記ワンドが、細長い本体と、前記本体から半径方向に外向きに延びるフランジとを有し、前記ワンドホルダが、前記ワンドが前記ワンドホルダ内に保持されているときに前記フランジを下から支持するように構成され、前記蒸気ノズルが、前記ワンドホルダ内の前記ワンドに動作可能に係合するときに、前記ワンドの前記フランジを前記ワンドホルダにクランプするように動作可能である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項8】
前記ワンドホルダが閉位置と開位置との間で移動可能な一対のジョーを備え、前記閉位置の前記ジョーが、前記ワンドの前記本体が通過できる前記ジョーの間の開口部と、前記ワンドの前記フランジを下から支持するために前記開口部を少なくとも部分的に取り囲む、上向きの支持面とを画定し、前記開位置の前記ジョーが、前記ジョーの間を前記ワンドの前記フランジが通過するために十分なだけ離間しており、前記ジョーが前記閉位置へと付勢されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記ジョーが、ユーザによりアクセス可能な外側位置にそれぞれ互いに対向する第１の端部領域を有し、且つ、使用時に、前記対向する第１の端部領域の間に前記ワンドの前記本体を押し込むことによって前記ワンドを前記ホルダ内に挿入し、前記ワンドの前記本体が前記端部領域の間を通過して、前記開口部を画定する前記ジョーの領域に入ることを可能にするのに十分なだけ、前記ジョーを付勢力に抗して開くことができるような輪郭を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記装置が、前記ワンドホルダ内に前記動作位置で保持されたワンドと前記蒸気ノズルが動作可能に係合しているときに、前記ジョーを前記閉位置にロックするように動作可能なロック機構を備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項11】
前記装置が、前記ワンドホルダから前記ワンドを排出するためのワンドイジェクタを備える、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項12】
前記装置が、前記ワンドが前記ワンドホルダから排出されたときに前記ワンドを捕捉して非動作位置で保持するための構成物を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記装置が、前記蒸気源から前記蒸気ノズルの出口への蒸気の流れを調節するためのバルブを有し、前記ワンドホルダ内に動作位置で装着された前記ワンドと前記ノズルが動作可能に係合しているときにのみ、前記バルブが前記蒸気を前記蒸気源から前記蒸気ノズルの前記出口へ流すように動作するように、前記装置が構成される、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項14】
前記蒸気ノズルが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動するように、前記キャリアアセンブリの一部を形成するバルブ本体内に画定されたボア孔に摺動可能に装着され、前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開いた、前記蒸気源と流体接続できる入口ポートを画定し、前記ノズルが、蒸気通路で流体接続された蒸気入口と前記蒸気出口とを画定し、前記ノズル蒸気入口が前記ボア孔内へ開いており、前記アクチュエータ構造が、前記蒸気ノズルが前記第２の位置にあるときには前記ノズル蒸気入口は前記バルブ本体の前記ボア孔を通して前記入口ポートと流体接続されるが、前記蒸気ノズルが前記第１の位置にあるときには前記入口ポートから流体的に隔離されるように構成される、請求項３に従属する場合の請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記ノズルが、前記バルブ本体内の前記ボア孔の内径よりも直径の小さい領域を有し、前記ノズル蒸気入口が前記ノズルの前記小径領域の中に画定され、前記ノズルが、前記ノズル蒸気入口より上にある第１のシール及び、前記ノズル蒸気入口より下にある第２のシールを担持し、前記第１及び第２のシールのそれぞれは前記ボア孔の表面に摺動可能に係合しており、前記アクチュエータ構造が、前記ノズルが前記第２の位置にあるときは、前記第１のシールが前記入口ポートより上にあり、かつ前記第２のシールが前記入口ポートより下にあって、前記ノズル蒸気入口が前記第１のシールと前記第２のシールとの間で前記ボア孔を通って前記入口ポートと流体接続されるように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開く排気出口ポートを更に画定し、前記アクチュエータ構造が、前記ノズルが前記第１の位置と前記第２の位置との中間位置にあるときに、前記入口ポートが前記ボア孔を通して前記排気出口ポートと流体接続されるように構成される、請求項１４又は１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記排気ポートが前記入口ポートより上の位置で前記ボア孔内へ開き、前記ノズルが、前記ボア孔と係合するための、前記第１のシールより上にある第３のシールを担持し、前記アクチュエータ構造が、使用時に、前記ノズルが前記第１の位置にあるときは、前記第３のシールが前記入口ポートと前記排気ポートとの間にあって前記入口ポートと前記排気ポートを互いに流体的に隔離し、前記ノズルが前記中間位置にあるときは、前記第３のシールが前記排気ポートより上にあり、かつ前記第１のシールが前記入口ポートより下にあって、前記入口ポートと前記排気ポートが前記第１のシールと前記第３のシールとの間で前記ボア孔を通して流体接続されるように構成される、請求項１５に従属する場合の請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開く熱湯出口ポートを更に画定し、前記アクチュエータ構造が、前記ノズルが前記第１の位置にあるときに前記入口ポートが前記バルブ本体の前記ボア孔を通して前記熱湯出口ポートと流体接続されるように構成される、請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項19】
前記熱湯出口ポートが、前記入口ポートより下で前記ボア孔内へ開き、前記アクチュエータ構造が、使用時に、ａ．前記ノズルが前記第１の位置にあるときは、前記第１のシールが前記熱湯出口ポートより下にあって、前記入口ポートと前記熱湯出口ポートが前記第１のシールと前記第３のシールとの間で前記ボア孔を通して流体接続され、
ｂ．前記ノズルが前記中間位置にあるときは、前記第１のシールが前記入口ポートと前記熱湯出口ポートとの間にあって、前記入口ポートを前記熱湯出口ポートから流体的に隔離し、前記第３のシールが前記排気ポートより上にあり、前記入口ポートが前記第１のシールと前記第３のシールとの間で前記ボア孔を通して前記排気ポートと流体接続され、
ｃ．前記ノズルが前記第２の位置にあるときは、前記第２のシールが前記入口ポートと前記熱湯出口ポートとの間にあって、前記入口ポートと前記熱湯出口ポートが互いに流体的に隔離される、
ように構成される、請求項１７に従属する場合の請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
飲料の加熱及び泡立てのためのシステムであって、前記システムが、飲料を調製するための装置と、前記装置に取り外し可能に装着できるワンドとを備えており、前記装置が、前記ワンドを動作位置で保持するために前記ワンドを内部に取り外し可能に装着できるワンドホルダと、蒸気源に動作可能に接続できる蒸気ノズルとを有し、
前記蒸気ノズルが、前記ワンドを前記ワンドホルダに挿入すること又は前記ワンドホルダから取り外すことを可能にするために前記蒸気ノズルが前記ワンドホルダから離間しているワンド挿入位置と、前記ワンドが前記ワンドホルダ内に前記動作位置で装着されているときに前記蒸気ノズルが前記ワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間で移動可能であり、
前記蒸気ノズルが、バルブ本体に対して第１の位置と第２の位置との間で移動するように前記バルブ本体のボア孔内に装着され、そのアクチュエータ構造が、使用時に、前記ノズルが、前記ワンド挿入位置にあるときは前記バルブ本体に対して前記第１の位置を採用し、前記ワンドホルダ内に前記動作位置で保持されているワンドに動作可能に係合しているときは前記バルブ本体に対して前記第２の位置を採用するように構成され、
前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開いた、前記蒸気源と流体接続できる入口ポートを画定し、
前記ノズルが、蒸気通路で流体接続された蒸気入口と蒸気出口とを画定し、前記ノズル蒸気入口は前記ボア孔内へ開いており、その構造が、前記蒸気ノズルが前記第２の位置にあるときには前記ノズル前記蒸気入口は前記ボア孔を通して前記入口ポートと流体接続されるが、前記蒸気ノズルが前記第１の位置にあるときには前記入口ポートから流体的に隔離されるように構成される、
システム。
【請求項21】
前記ノズルが、前記バルブ本体内の前記ボア孔の内径よりも直径の小さい領域を有し、前記ノズル蒸気入口が前記ノズルの前記小径領域の中に画定され、前記ノズルが、前記ノズル蒸気入口より上にある第１のシール及び、前記ノズル蒸気入口より下にある第２のシールを担持し、前記第１及び第２のシールのそれぞれは前記ボア孔の表面に摺動可能に係合しており、その構造が、前記ノズルが前記第２の位置にあるときは、前記第１のシールが前記入口ポートより上にあり、かつ前記第２のシールが前記入口ポートより下にあって、前記ノズル蒸気入口が前記第１のシールと前記第２のシールとの間の前記ボア孔を通って前記入口ポートと流体接続され、前記ノズルが前記第１の位置にあるときには前記第１及び第２のシールのうちの１つが前記入口ポートと前記ノズル蒸気入口との間で前記ボア孔に係合して、前記入口ポートと前記ノズル蒸気入口が互いに流体的に隔離されるように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開く排気出口ポートを更に画定し、前記アクチュエータ構造が、前記ノズルが前記第１の位置と前記第２の位置との中間位置にあるときに、前記入口ポートが前記ボア孔を通して前記排気出口ポートと流体接続されるように構成される、請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項23】
前記排気ポートが前記入口ポートから離間した位置で前記ボア孔内へ開き、前記ノズルが、前記ボア孔の前記表面と摺動可能に係合する、前記第１及び第２のシールから離間した第３のシールを担持し、前記アクチュエータ構造が、使用時に、前記ノズルが前記第１の位置にあるときには、前記第３のシールが前記入口ポートと前記排気ポートとの間にあって前記入口ポートと前記排気ポートを互いに流体的に隔離するように、また、前記ノズルが前記中間位置にあるときには、前記第３のシールが前記排気ポートの一方の側にあり、かつ前記第１及び第２のシールが、前記入口ポートの、前記排気ポートとは反対の側にあって、前記入口ポートと前記排気ポートが前記ボア孔を通じて流体接続されるように構成される、請求項２１に従属する場合の請求項２２に記載のシステム。
【請求項24】
前記バルブ本体が、前記ボア孔内へ開く熱湯出口ポートを画定し、前記アクチュエータ構造が、前記ノズルが前記第１の位置にあるときに前記入口ポートが前記バルブ本体の前記ボア孔を通して前記熱湯出口ポートと流体接続されるように構成される、請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項25】
前記熱湯出口ポートが、前記入口ポートから離間した位置で前記ボア孔内へ開き、前記アクチュエータ構造が、使用時に、ａ．前記ノズルが前記第１の位置にあるときには、前記第１、第２、及び第３のシールが、前記入口ポートから前記熱湯出口ポートへ前記ボア孔を通して流路を画定しながら、前記ノズル蒸気入口及び前記排気ポートから前記入口ポートを流体的に隔離し、
ｂ．前記ノズルが前記中間位置にあるときには、前記シールが、前記入口ポートから前記排気ポートへ前記ボア孔を通して流路を画定しながら、前記ノズル蒸気入口及び前記熱湯出口ポートから前記入口ポートを流体的に隔離し、
ｃ．前記ノズルが前記第２の位置にあるときには、前記第１のシールと前記第２シールとの間で前記入口ポートから前記ノズル蒸気入口へ前記ボア孔を通して流路が画定されるように、前記第１のシールと前記第２のシールが前記入口ポートの両側にあって、前記第１及び第２のシールが前記排気ポート及び前記熱湯出口ポートから前記入口ポートを流体的に隔離するように動作可能である、
ように構成される、請求項２３に従属する場合の請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、飲料の加熱及び泡立て（frothing）のためのシステム及び、システムを使用して飲料を加熱及び泡立てさせる方法に関し、システムは、飲料を調製するための装置と、装置に取り外し可能に接続できる、飲料に蒸気を導入するためのワンド（wand）とを含む。
【背景技術】
【0002】
飲料に蒸気を導入して飲料を加熱及び泡立てさせるためにワンドが使用される、飲料の加熱及び泡立てのためのシステムが知られている。飲料に空気を含ませるために、蒸気流に空気が導入される場合もある。ワンドは細長い部材であって、使用時にはカップ又は他の容器の中へ延び、その中で飲料が加熱及び泡立てさせられる。ワンドは蒸気導管を有し、蒸気供給部に接続されたワンドの入口端から、蒸気を飲料に排出するように構成された出口端へ、蒸気導管を通して蒸気が通過する。そのようなワンドは、「泡立てワンド」又は「蒸気ワンド」と呼ばれることがあるが、本明細書では単に「ワンド（単数又は複数）」と称する。
【0003】
そのようなシステムは、例えば、米国特許第Ａ１－２００３／０１３１７３５号により知られている。このシステムでは、ワンドは、概ね管状の外側スリーブと、外側スリーブ内の内部コアとを含む。内部コアは蒸気導管を画定し、ワンドは、飲料調製装置の蒸気供給部へのワンドの接続を容易にするための連結機構を更に含む。連結機構は、ねじ山、クランプ、溝、クイックコネクト機構、又は、蒸気供給部と接続するように相補的に構成され、かつ、蒸気供給部からワンドを切り離し、再連結できるようにしてメンテナンス及び洗浄を容易にする他の好適な締結具を含み得る。外側スリーブは洗浄及び修理のために取り外すこともできる。例えば、ある風味の飲料を調製した後に、続いて調製する飲料に望ましくない風味を与えるリスクを最小化するために、外側スリーブを取り外すこともある。加えて、それぞれが個別に特定の機能に対応するように構成されたいくつかの異なる外側スリーブを交換可能にワンドコアに連結して、それによりワンドの有用性が多様化されることもある。
【0004】
衛生的観点から、使用後は毎回ワンドを切り離し、洗浄して再連結することが望ましい。しかし、米国特許出願公開第Ａ１－２００３／０１３１７３６号から知られているシステムでは、このプロセスは多くの時間を要することからいくぶん実践が難しく、その結果、システムのユーザが使用後のワンドの洗浄を控えることが多くなり、健康リスクにつながる可能性がある。加えて、よごれたワンドは飲料調製装置の内部を汚すこともあり、装置内部の汚れの除去は困難であり得る。
【0005】
従来のシステムの問題のいくつかに対処するために、本発明者らは、ワンドが使い捨てであり、ワンドをより簡単に素早く取り外して交換できるシステムを国際公開第２０１７／００３２８９ Ａ２号で提案した。このシステムは、蒸気源に接続された蒸気ノズルと、ワンドが取り外し可能に受容されるワンドホルダとを有する飲料調製装置を含む。ワンドホルダは動作位置と非動作位置との間を手動で移動可能であり、動作位置では蒸気ノズルがワンドの蒸気入口と流体連通し、非動作位置ではワンドをワンドホルダに挿入すること又はワンドホルダから取り外すことができる。この構造では、ワンドホルダを非動作位置に移動させることによって、使用済みのワンドを装置から素早く容易に取り外すことができる。使用済みのワンドは廃棄して、新品のワンドに交換できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
使い捨てワンドを備えることにより、非常に衛生的な様式でシステムを使用できると同時に、使用済みのワンドの洗浄を省くことができるのでワンドの交換に必要な時間が短縮される。これは、米国特許出願公開第Ａ１－２００３／０１３１７３５号に開示されているシステムの改善ではあるが、エンドユーザの視点から見て、より簡潔で直観的な、飲料調製装置へのワンドの着脱のための構造を開発する必要性が存在する。
【0007】
本発明の目的は、先行技術の欠点及び／又は制限の一部又は全部に対処することである。
【0008】
本発明の更なる目的は、ワンドを飲料調製装置に取り外し可能に装着し、かつ、ワンドを蒸気源に動作可能に接続するための構造を備えた、より簡潔に使用できる、飲料の加熱及び泡立てのための代替システムを提供することである。
【0009】
本発明のなお更なる目的は、ワンドを飲料調製装置に取り外し可能に装着し、かつ、ワンドを蒸気源に動作可能に接続するための構造を備えた、より簡潔に使用できる、システムを使用して飲料を加熱及び泡立てさせる代替的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の態様は、飲料の加熱及び泡立てのためのシステム及び方法に関する。
【0011】
本発明の第１の態様によれば、飲料の加熱及び泡立てのためのシステムが提供され、上記のシステムは、飲料を調製するための装置と、装置に取り外し可能に装着できるワンド（wand）とを備えており、装置は、ワンドを動作位置で保持するためにワンドを内部に取り外し可能に装着できるワンドホルダと、蒸気源に動作可能に接続できる蒸気ノズルとを有し、蒸気ノズルは、ワンドをワンドホルダに挿入すること又はワンドホルダから取り外すことを可能にするために蒸気ノズルがワンドホルダから離間しているワンド挿入位置と、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着されているときに蒸気ノズルがワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間で移動可能であり、装置は、上記のワンド挿入位置とワンド係合位置との間で蒸気ノズルを移動させるように動作可能なアクチュエータ構造（actuator arrangement）と、アクチュエータ構造の作動を調節するための制御システムとを含む。
【0012】
装置はコーヒーマシンであってもよい。
【0013】
一実施形態では、蒸気ノズルはホーム位置と蒸気噴射位置との間で移動可能なキャリアアセンブリ（carrier assembly）内に装着されており、キャリアアセンブリがホーム位置にあるとき、蒸気ノズルはワンド挿入位置で保持され、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあり、かつワンドが動作位置でワンドホルダ内に装着されているとき、蒸気ノズルはワンド係合位置を採用する。
【0014】
一実施形態では、蒸気ノズルは、キャリアアセンブリに対して第１の位置と第２の位置との間で移動するように装着され、第１の位置へと弾性的に付勢されており、その構造（the arrangement）は、ワンドをワンドホルダ内に保持した状態での使用時に、キャリアアセンブリがホーム位置から蒸気噴射位置への行程の終わりに達する前に蒸気ノズルがワンドに係合し、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置へ移動し続ける結果、蒸気ノズルが弾性的付勢力に抗して、キャリアアセンブリに対して第１の位置から第２の位置へ変位するように構成される。その構造は、弾性的付勢により、使用時に蒸気ノズルが所定の力でワンドに係合して保持されるように構成され得る。装置は、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあるときに第１の位置から第２の位置への蒸気ノズルの変位を検出するためのセンサ構造を有してもよい。センサ構造は、１つ以上のホール効果センサを備えてもよい。
【0015】
一実施形態では、キャリアアセンブリは、上記のホーム位置と蒸気噴射位置との間で直線方向に移動するように拘束される。キャリアアセンブリは、垂直直線方向にのみ移動するように拘束されてもよい。一実施形態では、ワンドは、ある軸と同心の蒸気入口オリフィスを画定し、キャリアアセンブリは、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着されているときに、上記の軸の方向に平行な直線方向に移動するように拘束される。ノズルは、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で保持されているときに、ワンドの蒸気入口オリフィスの軸と一致する軸と同心の出口領域を画定してもよい。上記の軸は垂直であってもよい。
【0016】
アクチュエータ構造は、電子アクチュエータ（electronic actuator）を備えてもよい。一実施形態では、電子アクチュエータ構造は、駆動伝達システム（drive transmission system）によってキャリアアセンブリに動作可能に接続された電気モータを備える。駆動伝達システムは、ラックピニオン機構又はカム駆動構造などの、モータの回転出力をキャリアアセンブリの直線移動に変換するための機構を含んでもよい。
【0017】
制御システムは、電子制御システムを備えてもよい。電子制御システムはプログラム可能であってもよい。
【0018】
ワンドホルダは、装置内に静止して装着されてもよい。ワンドホルダは、ワンド取り付けユニットの一部であってもよく、上記の動作位置でワンドを保持するための一対のばね式ジョー（a pair of spring loaded jaws）を備えてもよい。ワンド取り付けユニットは、上記のホーム位置と蒸気噴射位置との間でジョーに対して移動するようにユニット内に装着されたキャリアアセンブリを更に備えてもよい。
【0019】
ノズルは蒸気出口を有し、ワンドは蒸気入口を有し、ノズルの蒸気出口は、ノズルがワンドと動作可能に係合しているとき、ワンドの蒸気入口と流体接続されている。ノズルがワンドと動作可能に係合しているときノズルとワンドとの間にシール（seal）を形成するように、ノズル及びワンドのうち少なくとも１つにシールが設けられてもよい。
【0020】
一実施形態では、ワンドは、細長い本体（elongate main body）と、本体から半径方向に外向きに延びるフランジとを有し、ワンドホルダは、ワンドがワンドホルダ内に保持されているときにフランジを下から支持するように構成される。この実施形態では、蒸気ノズルは、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着され、ノズルがワンドと動作可能に係合しているときに、ワンドホルダ内にワンドのフランジをクランプするように動作可能であってもよい。フランジは、ワンドの入口端又はその近くにあってもよい。
【0021】
ワンドが細長い本体と、本体から半径方向に外向きに延びるフランジとを有する場合、ワンドホルダは、閉位置と開位置との間で移動可能な一対のジョーを備えてもよく、閉位置のジョーは、ワンドの本体が通過できるジョーの間の開口部と、ワンドのフランジを下から支持するために開口部を少なくとも部分的に取り囲む、上向きの支持面とを画定し、開位置のジョーは、ジョーの間をワンドのフランジが通過するために十分なだけ離間している。ジョーは、閉位置へと付勢されていてもよい。一実施形態では、ジョーはユーザによりアクセス可能な外側位置にそれぞれ互いに対向する第１の端部領域を有し、第１の端部領域は、使用時に、対向する第１の端部領域の間にワンドの本体を押し込むことによってワンドをワンドホルダ内に挿入し、ワンドの本体が端部領域の間を通過して、開口部を画定するジョーの領域に入ることを可能にするのに十分なだけ、ジョーを付勢力に抗して開くことができるような輪郭を有する。ジョーは、使用時に、開口部を画定するジョーの領域をワンドの本体が通過した後に、付勢力の作用下でワンドの本体の周囲で閉じるように構成され得る。ジョーは、閉位置にあるときは、ワンドの本体を完全に取り囲んでもよい。ジョーは、閉位置と開位置との間で移動するために、枢動可能（pivotally）に装着されてもよい。
【0022】
一実施形態では、装置は、ワンドホルダ内に動作位置で装着されたワンドと蒸気ノズルが動作可能に係合しているときに、ジョーを閉位置にロックするように動作可能なロック機構（locking mechanism）を備える。蒸気ノズルがキャリアアセンブリ内に装着されている場合、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置に移動するときに、ジョーを閉位置にロックするロック位置に移動するために、ロック機構は、キャリアアセンブリに動作可能に接続された、又は、キャリアアセンブリと一体化した部分であるロック部材（lock member）を備えてもよい。ロック部材は、キャリアアセンブリの一部であってもよく、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあるときにジョーに係合してジョーを閉位置にロックするように構成されてもよく、キャリアアセンブリがホーム位置にあるときは、ロック部材はジョーから係合解除される。ジョーは、閉位置、では離間する対向する第２の端部領域を有してもよく、各ジョーは、第１の端部領域と第２の端部領域との間にある軸を中心として閉位置と開位置との間で枢動運動するように装着されてもよく、上記のロック部材は、第２の端部領域と上記の軸との間の位置にあるジョーの間にあって、ジョーが閉位置から開位置に枢動するのを防ぐ。ジョーの第１の端部領域は、装置のユーザがアクセス可能な外側又は前方の端部領域であってもよく、第２の端部領域は、内側又は後方の端部領域であってもよい。
【0023】
一実施形態では、装置はワンドホルダからワンドを排出するためのワンドイジェクタ（wand ejector）を備える。閉位置と開位置との間で移動可能な一対のジョーをワンドホルダが備える場合、ワンドイジェクタは、ジョーを閉位置から開位置へ移動させてワンドを排出するように動作可能であってもよい。この場合で、装置がキャリアアセンブリを有する場合には、キャリアアセンブリは、ホーム位置を越えてワンド排出位置までワンドホルダから離れる方向に移動可能であってもよく、ワンドイジェクタは、キャリアアセンブリに動作可能に接続された、又は、キャリアアセンブリと一体化した部分であるワンド排出部材を備え、ホーム位置からワンド排出位置へのキャリアアセンブリの移動によってワンド排出部材がジョーに係合して、ジョーを開位置に移動させるようになっている。ワンド排出部材は、その固定されていない下端に、より幅広のヘッド部分を有して下向きに延びるネック部分を有してもよく、ジョーは、ネック部分がそこを通る摺動嵌合（sliding fit）であるようにワンド排出凹部を互いの間に画定し、その構造は、ホーム位置からワンド排出位置へのキャリアアセンブリの移動によってヘッド部分がジョーの間に引き込まれ、ヘッド部分がジョーの間に係合したときにジョーを強制的に開位置に移動させるようになっている。
【0024】
装置は、ワンドがワンドホルダから排出されたときにワンドを捕捉して非動作位置で保持するための構成物（formation）を含んでもよい。構成物は、ワンドの細長い本体が通過できるスロットを画定する、ワンドホルダより下にある部材を備えてもよく、スロットは、ワンドのフランジが通過できないように寸法決めされる。スロットは、スロットからワンドを取り外せるように、前方端で開いていてもよい。
【0025】
装置は、蒸気源から蒸気ノズルの出口への蒸気の流れを調節するためのバルブ（valve）を有してもよい。ワンドホルダ内に動作位置で装着されたワンドと蒸気ノズルが動作可能に係合しているときにのみ、バルブが蒸気を蒸気源から蒸気ノズルの出口へ流すように動作するように、システムが構成され得る。
【0026】
バルブは、制御システムの制御下で操作される電子作動式のバルブであってもよい。蒸気ノズルがキャリアアセンブリ内に移動可能に装着されており、第１の位置へと弾性的に付勢されながらも、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあるときには動作位置でワンドに係合することによって第２の位置に移動している場合、蒸気ノズルが第２の位置に偏向されており、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあることを示すセンサ構造からの入力に応答して、蒸気を蒸気源から蒸気ノズルの出口へ流すようにバルブを作動させるように、制御システムが構成され得る。
【0027】
蒸気ノズルがキャリアアセンブリ内に装着され、第１の位置へと弾性的に付勢されながらも、動作位置にあるワンドに係合することによって第２の位置に移動している実施形態では、キャリアアセンブリが蒸気噴射位置にあるときは、蒸気ノズルは、上記の第１の位置と第２の位置との間で移動するように、キャリアアセンブリの一部を形成するバルブ本体内に画定されたボア孔（bore）に摺動可能に装着されてもよく、バルブ本体は、ボア孔内へ開いた、蒸気源と流体接続できる入口ポートを画定し、ノズルは、蒸気通路で流体接続された蒸気入口と蒸気出口とを画定し、ノズル蒸気入口はボア孔内へ開いており、その構造は、蒸気ノズルが第２の位置にあるときにはノズル蒸気入口はバルブ本体のボア孔を通して入口ポートと流体接続されるが、蒸気ノズルが第１の位置にあるときには入口ポートから流体的に隔離されるように構成される。
【0028】
一実施形態では、ノズルは、バルブ本体内のボア孔の内径よりも直径の小さい領域を有し、ノズル蒸気入口はノズルの上記の小径領域の中に画定され、ノズルは、ノズル蒸気入口より上にある第１のシール及び、ノズル蒸気入口より下にある第２のシールを担持し、第１及び第２のシールのそれぞれはボア孔の表面に摺動可能に係合しており、その構造は、ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第１のシールが入口ポートより上にあり、かつ第２のシールが入口ポートより下にあって、ノズル蒸気入口が第１のシールと第２のシールとの間でボア孔を通って入口ポートと流体接続されるように構成される。その構造はまた、蒸気ノズルが第１の位置にあるときは、第１及び第２のシールのうちの１つが入口ポートとノズル蒸気入口との間でボア孔に係合して、入口ポートとノズル蒸気入口が互いに隔離されるように構成されてもよい。
【0029】
一実施形態では、バルブ本体はまた、ボア孔内へ開く排気出口ポートを画定し、その構造は、ノズルが第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときに、入口ポートがボア孔を通して排気出口ポートと流体接続されるように構成される。一実施形態では、排気ポートは入口ポートより上の位置でボア孔内へ開き、ノズルは、ボア孔と係合するための、第１のシールより上にある第３のシールを担持し、その構造は、使用時に、ノズルが第１の位置にあるときは、第３のシールが入口ポートと排気ポートとの間にあって入口ポートと排気ポートを互いに流体的に隔離し、ノズルが上記の中間位置にあるときは、第３のシールが排気ポートより上にあり、かつ第１のシールが入口ポートより下にあって、入口ポートと排気ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して流体接続されるように構成される。
【0030】
バルブ本体は、ボア孔内へ開く熱湯出口ポートを更に画定してもよく、その構造は、ノズルが第１の位置にあるときに入口ポートがバルブ本体のボア孔を通して熱湯出口ポートと流体接続されるように構成される。熱湯出口ポートは、装置の煎出チャンバと流体接続されてもよい。一実施形態では、熱湯出口ポートは、入口ポートより下でボア孔内へ開き、その構造は、使用時に、
ａ．ノズルが第１の位置にあるときは、第１のシールが熱湯出口ポートより下にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して流体接続され、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときは、第１のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートを熱湯出口ポートから流体的に隔離し、第３のシールが排気ポートより上にあり、入口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して排気ポートと流体接続され、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第２のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが互いに流体的に隔離される、
ように構成される。
ａ．ノズルが第１の位置にあるときは、第１のシールが熱湯出口ポートより下にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して流体接続され、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときは、第１のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートを熱湯出口ポートから流体的に隔離し、第３のシールが排気ポートより上にあり、入口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して排気ポートと流体接続され、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第２のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが互いに流体的に隔離される、
ように構成される。
【0031】
シールは、別々の物品であってもよいし、一部又は全部が、単一の一体型シール部材のシール面として提供されてもよい。
【0032】
本発明の第２の態様によれば、飲料の加熱及び泡立てのためのシステムが提供され、上記のシステムは、飲料を調製するための装置と、装置に取り外し可能に装着できるワンドとを備えており、装置は、ワンドを動作位置で保持するためにワンドを内部に取り外し可能に装着してワンドホルダと、蒸気源に動作可能に接続できる蒸気ノズルとを有し、蒸気ノズルは、ワンドをワンドホルダに挿入すること又はワンドホルダから取り外すことを可能にするために蒸気ノズルがワンドホルダから離間しているワンド挿入位置と、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着されているときに蒸気ノズルがワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間で移動可能であり、蒸気ノズルは、バルブ本体に対して第１の位置と第２の位置との間で移動するようにバルブ本体のボア孔内に装着され、その構造は、使用時に、ノズルが、ワンド挿入位置にあるときはバルブ本体に対して第１の位置を採用し、ワンドホルダ内に動作位置で保持されているワンドに動作可能に係合しているときはバルブ本体に対して第２の位置を採用するように構成され、バルブ本体は、ボア孔内へ開いた、蒸気源と流体接続できる入口ポートを画定し、ノズルは、蒸気通路で流体接続された蒸気入口と蒸気出口とを画定し、ノズル蒸気入口はボア孔内へ開いており、その構造は、蒸気ノズルが第２の位置にあるときにはノズル蒸気入口はボア孔を通して入口ポートと流体接続されるが、蒸気ノズルが第１の位置にあるときには入口ポートから流体的に隔離されるように構成される。
【0033】
一実施形態では、ノズルは、バルブ本体内のボア孔の内径よりも直径の小さい領域を有し、ノズル蒸気入口はノズルの上記の小径領域の中に画定され、ノズルは、ノズル蒸気入口より上にある第１のシール及び、ノズル蒸気入口より下にある第２のシールを担持し、第１及び第２のシールのそれぞれはボア孔の表面に摺動可能に係合しており、その構造は、ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第１のシールが入口ポートより上にあり、かつ第２のシールが入口ポートより下にあって、ノズル蒸気入口が第１のシールと第２のシールとの間のボア孔を通って入口ポートと流体接続され、ノズルが第１の位置にあるときには第１及び第２のシールのうちの１つが入口ポートとノズル蒸気入口との間でボア孔に係合して、入口ポートとノズル蒸気入口が互いに流体的に隔離されるように構成される。
【0034】
一実施形態では、バルブ本体は、ボア孔内へ開く排気出口ポートを更に画定し、その構造は、ノズルが第１の位置と第２の位置との中間位置にあるときに、入口ポートがボア孔を通して排気出口ポートと流体接続されるように構成される。一実施形態では、排気ポートは入口ポートから離間した位置でボア孔内へ開き、ノズルは、ボア孔の表面と摺動可能に係合する、第１及び第２のシールから離間した第３のシールを担持し、その構造は、使用時に、ノズルが第１の位置にあるときには、第３のシールが入口ポートと排気ポートとの間にあって入口ポートと排気ポートを互いに流体的に隔離するように、また、ノズルが上記の中間位置にあるときには、第３のシールが排気ポートの一方の側にあり、かつ第１及び第２のシールが、入口ポートの、排気ポートとは反対の側にあって、入口ポートと排気ポートがボア孔を通じて流体接続されるように構成される。一実施形態では、排気ポートは入口ポートより上の位置でボア孔内へ開き、ノズルは、ボア孔の表面と摺動可能に係合する、第１のシールより上にある第３のシールを担持し、その構造は、使用時に、ノズルが第１の位置にあるときには、第３のシールが入口ポートと排気ポートとの間にあって入口ポートと排気ポートを互いに流体的に隔離し、ノズルが上記の中間位置にあるときには、第３のシールが排気ポートより上にあり、かつ第１のシールが入口ポートより下にあって、入口ポートと排気ポートがボア孔を通じて流体接続されるように構成される。
【0035】
バルブ本体はまた、ボア孔内へ開く熱湯出口ポートを画定してもよく、その構造は、ノズルが第１の位置にあるときに入口ポートがバルブ本体のボア孔を通して熱湯出口ポートと流体接続されるように構成される。熱湯出口ポートは、装置の煎出チャンバと流体接続されてもよい。一実施形態では、熱湯出口ポートは入口ポートから離間した位置でボア孔内へ開き、その構造は、使用時に、
ａ．ノズルが第１の位置にあるときには、第１、第２、及び第３のシールが、入口ポートから熱湯出口ポートへボア孔を通して流路を画定しながら、ノズル蒸気入口及び排気ポートから入口ポートを流体的に隔離し、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときには、これらのシールが、入口ポートから排気ポートへボア孔を通して流路を画定しながら、ノズル蒸気入口及び熱湯出口ポートから入口ポートを流体的に隔離し、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときには、第１のシールと第２のシールとの間で入口ポートからノズル蒸気入口へボア孔を通して流路が画定されるように、第１のシールと第２のシールが入口ポートの両側にあって、第１及び第２のシールが排気ポート及び熱湯出口ポートから入口ポートを流体的に隔離するように動作可能である、
ように構成される。
ａ．ノズルが第１の位置にあるときには、第１、第２、及び第３のシールが、入口ポートから熱湯出口ポートへボア孔を通して流路を画定しながら、ノズル蒸気入口及び排気ポートから入口ポートを流体的に隔離し、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときには、これらのシールが、入口ポートから排気ポートへボア孔を通して流路を画定しながら、ノズル蒸気入口及び熱湯出口ポートから入口ポートを流体的に隔離し、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときには、第１のシールと第２のシールとの間で入口ポートからノズル蒸気入口へボア孔を通して流路が画定されるように、第１のシールと第２のシールが入口ポートの両側にあって、第１及び第２のシールが排気ポート及び熱湯出口ポートから入口ポートを流体的に隔離するように動作可能である、
ように構成される。
【0036】
一実施形態では、排気ポートは入口ポートより上の位置でボア孔内へ開き、熱湯出口ポートは、入口ポートより下でボア孔内へ開き、その構造は、使用時に、
ａ．ノズルが第１の位置にあるときは、第１のシールが熱湯出口ポートより下にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して流体接続され、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときは、第１のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートを熱湯出口ポートから流体的に隔離し、第３のシールが排気ポートより上にあり、入口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して排気ポートと流体接続され、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第２のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが互いに流体的に隔離される、
ように構成される。
ａ．ノズルが第１の位置にあるときは、第１のシールが熱湯出口ポートより下にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して流体接続され、
ｂ．ノズルが上記の中間位置にあるときは、第１のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートを熱湯出口ポートから流体的に隔離し、第３のシールが排気ポートより上にあり、入口ポートが第１のシールと第３のシールとの間でボア孔を通して排気ポートと流体接続され、
ｃ．ノズルが上記の第２の位置にあるときは、第２のシールが入口ポートと熱湯出口ポートとの間にあって、入口ポートと熱湯出口ポートが互いに流体的に隔離される、
ように構成される。
【0037】
シールは、別々の物品であってもよいし、一部又は全部が、単一の一体型部材の一部として提供されてもよい。
【0038】
本発明の第２の態様による飲料の加熱及び泡立てのためのシステムは、上記のとおりの、本発明の第１の態様による飲料の加熱及び泡立てのためのシステムの任意の特徴を備えてもよい。
【0039】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第１及び第２の態様のいずれかによるシステムを使用した飲料の加熱及び泡立ての方法が提供され、方法は、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着され、ワンドの出口端が飲料内に突出し、蒸気ノズルがワンド挿入位置にある状態で、蒸気ノズルをワンド挿入位置からワンド係合位置まで進めてワンドと動作可能に係合させることと、ノズルが動作可能にワンドに係合している状態でノズルを蒸気源に接続して、蒸気がワンドを通して飲料に導入されるようにすることと、加熱及び泡立てのプロセスが完了したら蒸気ノズルを蒸気源から切り離し、続いて蒸気ノズルをワンド係合位置から後退させてワンドから切り離すこととを含む。
【0040】
本発明の第３の態様による方法では、蒸気ノズルの移動は、制御システムを使用してアクチュエータ構造の動作を制御して、実行されてもよい。蒸気ノズルがキャリアアセンブリ内に移動可能に装着される場合、蒸気ノズルをワンド挿入位置からワンド係合位置まで進めてワンドと動作可能に係合させるステップは、キャリアアセンブリをホーム位置から蒸気噴射位置へ移動させることを含んでもよく、続いて蒸気ノズルをワンド係合位置から後退させてワンドから切り離すステップは、キャリアアセンブリを蒸気噴射位置からホーム位置まで、かつ／又は、ホーム位置を越えて戻るように移動させることを含んでもよい。
【0041】
方法は、蒸気ノズルをワンドから切り離した後に、ワンドホルダからワンドを排出することを含んでもよい。ワンドホルダからワンドが排出されたときにワンドを捕捉して非動作位置で保持するための構成物を装置が含む場合、方法は、ワンドが排出された後に、構成物にワンドを捕捉することを含んでもよい。蒸気ノズルがキャリアアセンブリ内に装着される場合、方法は、キャリアアセンブリを、ホーム位置を越えてワンド排出位置まで後退させ、続いてキャリアアセンブリをホーム位置に戻すことを含んでもよい。
【0042】
本発明がより明確に理解され得るように、本発明の実施形態は、添付の図面を参照して単に例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】飲料調製装置及び取り外し可能なワンドを含む、本発明の一態様による飲料の加熱及び泡立てのためのシステムの第１の実施形態の概略図である。
【図9】ワンド取り付けユニットの一部を形成するワンドホルダからワンドが排出された後、構成物に捕捉されて非動作位置で保持される方法を示す、ワンド排出構成にある図３のワンド取り付けユニットの更なる斜視図である。
【図13】飲料調製装置及び取り外し可能なワンドを含む、第２の実施形態による飲料の加熱及び泡立てのためのシステムの、流体回路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
以下の説明では、説明される様々な実施形態において同じである特徴、又は同じ機能を行う特徴を識別するために、同様の参照符号を使用するが、それぞれの場合で１００の桁が大きくなる。
【0045】
図１は、飲料の加熱及び泡立てのためのシステム１０の第１の実施形態を概略的に示す。システムは、飲料調製装置１１と、装置に取り外し可能に装着できる蒸気ワンド又は泡立てワンド１２とを含む。システム１０は、知られている方法で飲料を加熱及び／又は泡立てるために、ワンド１２を通してカップ又は他の容器（図示せず）内の飲料に蒸気を導入するように構成される。装置１１は、エスプレッソマシン（expresso machine）などのコーヒーマシンであってもよいが、本発明は、コーヒー以外の飲料の調製に好適なマシンで使用するように適合可能である。
【0046】
装置１１は、蒸気を生成するためのスチーマ１３、例えばサーモブロックと、スチーマを蒸気ノズル１５に接続するための蒸気導管１４とを含む。装置は冷水用のリザーバ１６を有し、冷水リザーバは冷水導管１７及び冷水ポンプ１８を介してスチーマ１３に接続されている。
【0047】
図１に示される実施形態では、装置１１は、コーヒー液を注出するためのコーヒー液ディスペンサ１９を更に備える。コーヒー液ディスペンサ１９は、濃縮コーヒー液のパッケージ２１を受け入れるためのチャンバ２０と、パッケージから混合チャンバ２３に一定量の濃縮コーヒー液を投入するためのコーヒー投入装置２２とを含む。加熱された水が温水器２４から水導管２５を通って混合チャンバ２３へ供給されて、濃縮コーヒー液を、飲みやすい濃度のコーヒー液に希釈する。このコーヒー液を、ワンドに隣接した場所にあるコーヒー液出口２６から飲料容器内に注出できる。図示される実施形態では、冷水導管１７及びその延長部１７'によって、冷水リザーバ１６から温水器２４に冷水が供給される。他の実施形態では、冷水リザーバ１６とは別の給水源から温水器２４に水を供給できる。
【0048】
飲料を調製するための装置１１は、装置の様々な動作を制御するための電子制御システム（２８で概略的に図示される）を有する。制御システム２８は、メモリと、少なくとも１つのプロセッサ／ＣＰＵとを備えてもよく、定義されたアルゴリズムに従って装置の様々な機能を制御するようにプログラムされる。例えば、制御システム２８は、スチーマ１３、冷水ポンプ１８、及びコーヒーディスペンサ１９の動作を制御するために、それらに動作可能に接続される。制御システム２８は、当技術分野で知られているように、入力及びフィードバックを提供するための様々なセンサ構造と、ユーザが制御システム２８に入力を提供できるユーザインタフェースとを含む。
【0049】
本発明は、具体的には、装置１１にワンド１２を取り外し可能に装着し、ワンド１２に蒸気ノズル１５を動作可能に連結するための構造に関する。
【0050】
図２に最も分かりやすく示されるように、ワンド１２は、蒸気入口端１２ｂ及び蒸気出口端１２ｃを有する管状本体１２ａを有する、細長い部材である。ワンドの蒸気入口端１２ｂに蒸気入口１２ｄが画定され、蒸気出口端１２ｃに、又はそこに向かって、少なくとも１つの蒸気出口１２ｅが画定されている。ワンドはまた、蒸気入口１２ｄを少なくとも１つの蒸気出口１２ｅに流体接続する内部蒸気導管１２ｆを備えている。ワンド１２は長手方向軸Ｘを有し、蒸気入口１２ｄは、長手方向軸に軸方向に沿って蒸気入口端１２ｂに配置され、蒸気入口１２ｄは、ワンドの長手方向軸Ｘと同心の蒸気入口オリフィスである。使用時には、ワンド１２は、蒸気入口端１２ｂが最も上の位置にあり、蒸気出口端１２ｃが最も下の位置にある状態で、直立の動作位置で装置１１に装着される。ワンド１２は、蒸気入口端に、又はそこに向かう環状フランジ１２ｇを有し、フランジ１２ｇは本体の周囲を延び、本体１２ａの外表面の半径方向に外向きに突出する。ワンド１２は、ハンドルアタッチメント１２ｈと、蒸気出口端の撹拌構成物１２ｉとを有する。フランジ１２ｇは、必ずしも図示されるとおりにワンドの最上端に設けられなくてもよく、蒸気入口１２ｄが設けられたワンドの上端から下向きに離間していてもよい。
【0051】
ワンド１２は、当技術分野で知られている任意の好適な構造（construction）であればよく、国際公開第２０１７／００３２８９ Ａ２号に開示されているもののいずれかなどの使い捨てワンドであってもよく、又は再使用可能なワンドであってもよい。システム１０は、異なる複数の機能に適合されたいくつかの異なるワンドを含んでもよい。例えば、システムは、異なる複数のサイズの飲料容器に使用するための異なる複数の長さのワンド、及び／又は、異なる複数の機能に対応するように適合されたワンドを含むこともできる。ワンドは、そこを通して蒸気導管内に空気を導入することのできる、空気入口を含んでもよい。
【0052】
本実施形態では、ワンド本体１２ａは、全長にわたって直線的である。しかし、ワンドは捩れていても、又はその他の形状であってもよい。それでも、蒸気入口オリフィス１２ｄは、装置に動作位置で装着されたとき、概して、垂直に延びる軸と同心に配置される。装置１１は、装置１１の前方に向かう所にあるワンド取り付けユニット（全体として３０で示される）を有する。ワンド取り付けユニット３０は、ワンド１２を動作位置で解放可能に保持するためのワンドホルダ又はワンドクランプ構造（全体として３１で示される）と、動作位置で保持されたワンド１２と蒸気ノズル１５とを動作可能に連結し、切り離すための蒸気ノズル係合機構（全体として３２で示される）を有する。
【0053】
図３は、飲料容器プラットフォーム３３（カップステーションとしても知られる）より上に動作位置でワンド１２が装着された、ワンド取り付けユニット３０を示す。使用時は、加熱され、かつ／又は泡立てられる飲料を保持する飲料容器がプラットフォーム３３に装着され、容器内にワンド１２が延びて、蒸気噴射端が飲料内に沈められた状態となる。プラットフォーム３３は、飲料容器をワンド１２及びコーヒー液出口２６のより近くに配置するために、より小さな飲料容器に使用される。より大きな飲料容器については、プラットフォーム３３を省くことができ、この場合、より長いワンド１２が使用され得る。より短いワンドが使用されていることを示す、制御システム２８への入力を提供するために、システム１０は、プラットフォーム３３が使用中であることを検出するための、プラットフォーム内のスイッチ又は他のセンサ構造を含んでもよい。制御システム２８は、プラットフォーム３３が使用されていることを示す入力が受信されたか否かに応じて、より短いワンド又はより長いワンドを通して蒸気を送達するために適したアルゴリズムを選択するように構成される。
【0054】
ワンド取り付けユニット３０は支持フレーム３４を含み、支持フレーム３４は、上部３４ａ、下部３４ｂ、及び、上部と下部との間にある中央部３４ｃを有する。支持フレーム３４は、装置１１内に固定的に装着されている。図６～図９及び図１２では、支持フレームの中央部３４ｃが省略されており、ワンド取り付けユニットの内部詳細を見ることができる。
【0055】
支持フレーム３４の下部３４ｂはワンドクランプ構造３１の一部であり、使用時にワンド１２を動作位置で保持する一対のジョー３５ａ、３５ｂを収容する。支持フレームの下部３４ｂは、ジョー３５ａ、３５ｂが装着される下壁３７を有する凹状ハウジング３６を構成する。下壁３７には、前方縁部３９に沿って、概ねＵ字形の前方に開くノッチ３８を備えている。ノッチ３８の縁部から下向きにフランジ４０ａが延び、その下端に内向きのリップ４０ｂを担持する。ノッチが段付きになるように、リップ４０ｂは、その半径方向内縁部において、やや小さなＵ字形のノッチ部３８ａを形成する。その構造は、ワンド１２の本体１２ａはリップ４０ｂによって画定されるより小さいノッチ部３８ａを通過でき、ワンドのフランジ１２ｇはより小さいノッチ部を通過できないが、リップ４０ｂより上にあるノッチのより大きい部分３８ｂ内に受容され得るように構成される。
【0056】
ジョー３５ａ、３５ｂは、ノッチ３８の後方でハウジングの下壁３７に装着される。ジョーは、ノッチ３８より上で突出した対向する前端領域４１ａ、４１ｂ及び、反対側の後端領域４２ａ、４２ｂを有する。ジョー３５ａ、３５ｂはそれぞれ、前端領域と後端領域との間の位置で垂直軸４３を中心として回転するように、下壁に枢動可能に装着される。ジョーは、図６に示される、ジョーの前端領域４１ａ、４１ｂが互いに当接した閉位置と、図８に示される、ジョーの前端領域４１ａ、４１ｂが離間した開位置との間で枢動可能である。開位置と閉位置との間でジョー３５ａ、３５ｂが確実に等しく枢動するように、ジョーは、対向する内側面に相互係合ギア構造４４を有する。
【0057】
ジョー３５ａ、３５ｂは、前端のすぐ後方に、弓状のワンド用凹部４５ａ、４５ｂをそれぞれ画定し、それらは共に、ジョーが閉じているときにワンド１２の本体が通過することのできる円形のワンド受容開口部４５を形成する。ジョー内に画定されたワンド受容開口部４５は、ワンド１２がジョーの開口部４５及びノッチ３８を通って下向きに突出できるように、支持フレームの下壁３７内のノッチ３８と位置合わせされている。ジョーはそれぞれ、ワンド用凹部４５ａ、４５ｂの上端に向かって半径方向に内向きに突出する短いリップ４６を画定するような輪郭を有し、ジョーが閉じているときにワンドのフランジ１２ｇを受容するためのシート４７を画定するように、リップ４６より上で面取りされている。リップ４６は、ワンドのフランジ１２ｇがリップ４６上で下から支持されてシート４７内にある状態でジョーが閉じているときに、ワンドの本体部分１２ａがリップ４６の間を下向きに延びることができるように寸法決めされている。これにより、ワンドは動作位置で保持される。この構造では、ジョー３５ａ、３５ｂは動作位置で保持されているときにワンドを完全に取り囲み、ワンドのフランジ１２ｇは、３６０度にわたって下から支持されていることに留意されたい。ジョー３５ａ、３５ｂは、開いたときに、ワンドのフランジ１２ｇがリップ４６の間を通過できるように配置されている。したがって、使用時は、図９に示すように、ワンドがジョー内に保持されているときにジョー３５ａ、３５ｂが開くと、ワンド１２は開いたジョーの間を落下し、下にある下部の支持フレーム３４のノッチ３８内のリップ４０ｂ上にフランジ１２ｇが捕捉される。これにより、使用後にワンド１２が飲料容器に落下するのが防がれ、ワンドが非動作位置で緩く保持されるので、ノッチ３８の開放端を通してワンドを前方に摺動させることにより、好都合に取り出すことができる。
【0058】
ジョー３５ａ、３５ｂの対向する内向きの表面は、ジョーが閉じているときは後端領域が離間するように、また、圧縮ばね４８がジョーの間で後端にてジョーを閉位置へと付勢するように動作可能であるような輪郭を有する。ジョー３５ａ、３５ｂの前面は、ジョーの間にＶ字形ノッチ４９を画定するような輪郭を有する。Ｖ字形ノッチ４９は、ばね４８の付勢力に抗して手動でジョーを前部で押し開くようにワンドの本体１２ｂをジョーのノッチ４９内にに押し込むことによって、ワンド１２をジョーの間に挿入できるように構成される。これを、図１０及び図１１に示す。図１０は、ジョーを押し開いているワンド１２の上部を示す。図１１に示すように、ワンドの本体１２ａがジョーの前端領域の間を通過して凹状領域４５ａ、４５ｂに入ると、圧縮ばね４８がジョーを閉位置へと付勢する。次いでワンド１２をユーザが解放し、ワンド１２は、フランジ１２ｇがリップ４６の上部に静置され、本体１２ａが支持フレームの下部３４ａのノッチ３８を通って下向きに突出した状態で、ジョーが画定するワンド開口部４５内に動作位置で保持される。
【0059】
支持フレームの中央部分３４ｃに、蒸気ノズルキャリアアセンブリ５０が、支持フレームに対して垂直方向に直線移動するように摺動可能に装着される。蒸気ノズル１５はキャリア５０内に装着され、ワンドがジョー３５ａ、３５ｂ内に動作位置で装着されているとき垂直になり、ワンド１２の垂直軸と一致する長手方向軸と位置合わせされた概ね円筒状の部材を上記ノズル１５は備えている。蒸気ノズル１５は、その下端の中央にある蒸気出口５１と、本実施形態ではその上端にある、蒸気入口５２とを有する。ノズルは、蒸気入口５２と蒸気出口５１を相互接続する内部蒸気導管を有する。この実施形態の蒸気入口５２は、蒸気導管１４の一部を形成する可撓性パイプ５３によってスチーマに接続される。蒸気ノズル１５は、キャリア５０内の垂直ボア孔５４内に摺動可能に装着される。蒸気ノズルの下端の出口領域１５ａがキャリア５０より下に突出し、蒸気出口５１を取り囲む出口領域に環状シール５５が設けられている。使用時には、ワンドがジョー内の動作位置にあるとき、蒸気ノズル１５の出口領域１５ａがワンドの上部の蒸気入口端１２ｂに係合させられてワンドの蒸気入口１２ｄ及び／又は蒸気導管１２ｆ内に係合し、シール５５がワンドに係合して、蒸気がワンドと蒸気ノズルとの間から漏れ出ることを防ぐ。キャリアアセンブリ５０とノズル１５との間で圧縮ばね５６が動作して、図６に示すように、第１の休止位置に向けてノズルをキャリアに対して下向きに付勢する。
【0060】
代替的な実施形態では、シール５５をノズル上に設けるのではなく、ワンド上にシールが設けられてもよい。この場合のシールは、ノズルが係合しているワンドの面上の弾性表面によって提供されてもよい。
【0061】
ワンドがジョー内に動作位置で装着されているときには、ノズルの出口領域１５ａはワンド蒸気入口オリフィス１２ｄの軸と一致する垂直軸と同心であり、キャリアアセンブリは垂直方向に直線的に移動するように拘束されて、ノズル出口領域１５ａをワンド蒸気入口１２ｄに係合させる。この場合ではノズルの蒸気出口５１は、ノズルの出口領域１５ａの垂直軸と同心の単一の集中オリフィスであるが、他の出口構造を使用してもよい。ノズルの出口領域１５ａの軸及びワンド蒸気入口１２ｄの軸は、キャリアアセンブリがそれらの軸に平行な直線方向にノズルを移動させて両方を合わせるように構成されていれば、垂直からずれていてもよいことが理解される。他の実施形態では、ノズルの移動は非直線的であってもよい。
【0062】
ワンド取り付けユニット３０は、支持フレームに対してノズルキャリアアセンブリ５０の移動を制御するためのアクチュエータ構造６０を有する。本実施形態では、アクチュエータ構造は、支持フレームに装着された電気モータ６１及び、モータをキャリアに動作可能に連結する駆動構造６２を含む。駆動構造６２は、キャリアアセンブリ５０に固定的に装着された、又はそれと一体的に形成された、垂直に延びる直線状の歯付きラック６３を含む。モータ６１は、出力シャフトが水平に位置合わせされた状態で配置される。シャフトは、歯付きラック６３に係合するピニオンギア６４を担持する。モータ出力シャフトが第１の方向へ回転運動すると、キャリア５０は支持フレーム３４に対して垂直に下向きに移動し、モータ出力シャフトが第１の方向とは逆の第２の方向へ回転運動すると、キャリア５０は支持フレーム３４に対して垂直に上向きに移動する。キャリア５０はアクチュエータ構造６０の制御下で、ホーム位置と、ホーム位置より下にある蒸気噴射位置と、ホーム位置より上にあるワンド排出位置との間を移動可能である。
【0063】
モータ出力シャフトの回転運動をノズルキャリア５０の直線移動に変換するための他の駆動構造６２を採用してもよいことが理解される。例えば、カム駆動構造を使用できる。実際、アクチュエータ構造６０は、モータ６１及び駆動構造６２を必ずしも備えなくてもよく、例えば、適切なストローク長を有するリニアアクチュエータなどの、ノズルキャリア５０の直線移動を制御することができる、どのような好適なタイプのアクチュエータ（電子方式又はその他の方式）であってもよい。
【0064】
図６に示すホーム位置では、ワンド１２を図９及び１０に示すとおりにジョー内に挿入できるように、蒸気ノズル１５及びキャリア５０自体はジョー３５ａ、３５ｂから上方に離間している。この構成で、蒸気ノズルはワンド挿入位置にあると言える。蒸気噴射位置はワンドクランプ位置とも称され、蒸気噴射位置では、図７に示すようにキャリア５０は、ノズル１５をジョーに装着されたワンド１２と動作可能に係合させるために、ホーム位置から下げられている。この構成で、蒸気ノズルはワンド係合位置にあると言える。システム１０は、キャリア５０が蒸気噴射位置への行程の終わりに達する前に蒸気ノズル１５がワンド１２に係合するように構成される。蒸気ノズル１５がワンド１２に係合した後にキャリア５０が更に蒸気噴射位置へ移動する結果、蒸気ノズル１５はキャリア５０に対して上向きに摺動し、ノズルばね５６を圧縮する。キャリア５０が蒸気噴射位置に達したとき、ノズル１５は、キャリア５０に対して第２の位置、すなわちワンド存在位置にあり、ノズルばね５６の付勢力によってワンドと接触して保持される。ノズルばね５６は、ワンド１２をジョー３５ａ、３５ｂのリップ４６にクランプしてノズルシール５５とワンド１２との間に良好なシールを形成するのに十分な力で、ノズル１５をワンドに係合させ保持するように動作可能である。この構造では、ノズルばね５６のばね定数によって、ノズル１５がワンド１２をジョーにクランプする力が決定される。駆動構造の公差及び／又はモータの制御に起因して生じ得るキャリア５０の移動のわずかな変化にかかわらず、この力は、ノズル１５がワンドに係合されるとき、毎回、実質的に一定である。
【0065】
キャリア５０が蒸気噴射位置にあるときに、ノズル１５が第２の位置へ移動することは、ワンドが動作位置で正しくジョー内に置かれていることを示し、制御システム２８は、この移動が発生したかどうかを判断するためのセンサ構造を含む。センサ構造は、支持フレーム３４上の固定位置に装着されたホール効果基板６６上のホール効果センサ６５と、ノズルに固定的に装着された磁石６７とを備える。キャリア５０が蒸気噴射位置にあり、ノズル１５が第２の位置に偏向されているとき、磁石６７はホール効果センサ６５（「ワンド存在センサ」とも呼ばれる）と相互作用して、センサ６５が制御システム２８に入力を提供する。ジョーにワンド１２が装着されていない場合は、キャリアが蒸気噴射位置まで進んでも、ノズルは第１の位置から全く偏向されないので、ワンド存在センサ６５はワンド存在信号を出力しない。ワンド１２がジョー内に正しく保持されていなくてもノズル１５がキャリアに対して偏向されることもあるが、正しく配置されたワンドが引き起こす量とは偏向量が異なるので、ワンド存在センサ６５は正しいワンド存在入力を出力しない。例えば、ワンド１２がジョーに歪んで装着されている場合、ノズル１５は、キャリア５０に対して上向きに第２の位置を越えて偏向されることがある。
【0066】
制御システム２８はまた、キャリア５０がホーム位置、蒸気噴射位置、及びワンド排出位置にあるときを検出するためのセンサ構造も含む。好都合には、このセンサ構造は、全て適切な位置でホール効果基板に装着されたホーム位置用ホール効果センサ６８、蒸気噴射位置用ホール効果センサ６９、及び、ワンド排出位置用ホール効果センサ７０と、これらのホール効果センサ６８、６９、７０との相互作用のためにキャリアに装着された磁石７１とを備える。ホール効果基板６６及びセンサ６８、６９、７０は、図７、図９及び図１２では淡く描かれ、図６及び図８では省略されている。
【0067】
ホール効果センサが良好に機能することは判明しているが、ノズル１５が第２の位置及び／又はキャリア５０の位置にあるかどうかを検出するために、他の種類のセンサ、特に他の種類の近接センサを使用できることは理解できるであろう。
【0068】
蒸気ノズルを通して蒸気をワンドに導入するための手順を開始する前に、キャリア５０が蒸気噴射位置にあり、かつワンド１２がジョー内に正しく装着されているか制御システムが判断できるように、ワンド存在センサ６５及び蒸気噴射位置用センサ６９は制御システム２８に入力を提供する。キャリア５０が蒸気噴射位置まで進められていてもワンド存在センサ６５が正しいワンド存在信号を提供しない場合には、制御システムは、蒸気処理プロセスを中止する。
【0069】
ワンド装着ユニット３０は、蒸気処理プロセス中にワンド１２が不慮に取り出されるのを防ぐために、キャリア５０が蒸気噴射位置にあるときにジョー３５ａ、３５ｂを閉位置に自動的にロックするための機構と、蒸気処理プロセス後にワンド１２をジョーから自動的に排出するためのワンド排出機構とを含む。
【0070】
ジョーロック機構はロック部材７２を含み、ロック部材７２はキャリア５０から下向きに垂れ下がっており、ジョーが閉位置にあってキャリアがホーム位置から蒸気噴射位置へ移動済みであるときに、枢動軸４３の後方の位置でジョー３５ａ、３５の内面の間にあるように配置されている。ロック部材７２は、ジョーの間にあるとき、ジョーの内面によって係合されて、ジョーの後端領域が互いに向かって移動するのを防ぎ、よってジョーが開くのを防ぐように寸法決めされる。ロック部材７２の長さは、ノズルキャリア５０がホーム位置にあるときはジョー３５ａ、３５ｂに係合しないような長さである。したがって、ワンド１２を挿入するためにキャリアがホーム位置にあるときにはジョーを開くことができるが、キャリアが下部の蒸気噴射位置にあるときは自動的に閉位置にロックされるので、蒸気処理の進行中はジョーを開くことはできない。追加の安全性の特徴として、ワンド取り付けユニット３０は蒸気シールド７３を含み、蒸気シールド７３は、ワンドに係合されているときは蒸気ノズルの前にあって、蒸気処理中に蒸気が上向きに放出されてユーザの顔にあたるのを防ぐ。
【0071】
ワンド排出機構は、ジョー３５ａ、３５ｂと相互作用するために、キャリア５０から下向きに突出したワンド排出部材７４を含む。ワンド排出部材７４はロック部材７２よりも長く、その遠位下端に幅広のヘッド領域７４ａを有し、ヘッド領域７４ａはそれより幅の狭い、細長いネック領域７４ｂでキャリアに接続されている。ジョー３５ａ、３５ｂは、ワンド用凹部４５と枢動点４３との間の位置で、それぞれのワンド排出凹部７５を内面上に画定する。ワンド排出部材７４はワンド排出凹部７５を通って突出しており、ワンド排出凹部７５は、ジョーが閉じたときにワンド排出部材のネック領域７４ｂが凹部７５を通って摺動嵌合であるように寸法決めされている。しかし、ヘッド領域７４ａはワンド排出凹部７５より幅が広く、ジョーの間を引き上げられると、ヘッドはジョーを開位置へ押し開く。ワンド排出部材７４の長さは、キャリア５０がホーム位置又はそれより下にあるときはヘッド部分７４ａがジョーより下にあって、キャリアがホーム位置又は蒸気噴射位置、又はその間のどこかにある間は、ジョーが完全に閉じることをワンド排出部材７４が防がないような長さである。しかし、図８に示すように、キャリア５０はアクチュエータ構造６０によってホーム位置より上にあるワンド排出位置まで移動させることができ、この位置では、ヘッド部分７４ａはジョーの間に引き込まれ、ジョーばね４８の付勢力に抗してジョーを開位置まで押し開く。ヘッド部分７４ａの上縁部は、ヘッド部分がジョーの間に引き込まれる際にジョーを漸進的に広げるような輪郭を有する。図９に示すように、ジョー３５ａ、３５ｂが十分に開くと、ワンド１２は開いたジョーを通って落下し、支持フレーム３４ｂの下壁３７のノッチ３８のリップ４０ｂに捕捉される。
【0072】
次に、飲料を加熱及び／又は泡立てさせるためのシステム１０の使用について説明する。装置１１が初期構成にある状態で開始し、初期構成では、キャリア５０がホーム位置にあり、ジョーにワンド１２が装着されていない点を除いてシステムの準備が整っている。
【0073】
システム１０を使用して飲料を加熱及び泡立てさせたいユーザが、例えばミルクであり得る飲料を容器に入れて、ワンド１２を選択する。ユーザは、ワンド１２の蒸気出口端１２ｂを容器内に入れてワンド装着ユニット３０のジョーより下に飲料容器を配置し、図１０及び１１に示すように、また、前述したように、ワンドの蒸気入口端１２ａをジョー内に係合させる。これで、システム１０は蒸気処理プロセスを開始する準備が整っている。ユーザは、蒸気処理が必要であることを示すために、ユーザインタフェースの適切なユーザ入力を選択する。他のシステムチェックが正しいと仮定して、制御システム２８はユーザ入力に応答して、モータ６１を作動させてキャリア５０を蒸気噴射位置まで下げて、ノズル１５をワンドの蒸気入口１２ｄに係合させる。蒸気噴射位置用センサ６９によって示されるとおりにキャリアが蒸気噴射位置に達すると、制御システムはモータ６１を停止し、ワンド存在センサ６５からの入力をチェックして、ワンドが存在するか確認する。ワンドが動作位置で正しく装着されていることを示す入力がワンド存在センサ６５から受信されると、制御システムは、ノズルをスチーマ１３に接続して蒸気処理プロセスを開始し、蒸気が蒸気ノズル１５からワンド１２へ噴射され、したがって飲料内へ蒸気が噴射されるようにする。この段階では、ジョー３５ａ、３５ｂはロック部材７２によって閉位置にロックされている。蒸気処理プロセスが完了すると、制御システム２８は、蒸気ノズル１５をスチーマ１３から切り離し、モータ６１を逆方向に作動させて、キャリア５０を蒸気噴射位置からワンド排出位置まで上向きに移動させる。キャリアが蒸気噴射位置からホーム位置に向かって上向きに移動するときには、ロック部材７２はジョーから係合解除される。キャリア５０が、ホーム位置を越えてワンド排出位置に向かって上向きに進むとき、ワンド排出部材のヘッド部分７４ａがジョーの中へ入り、ジョーを開位置まで押し開く。ジョーが開くときにワンド１２は解放されて、下にある下部の支持フレームのノッチ３８内のリップ４０ｂ上に落下する。制御システムは、ワンド排出位置にキャリアが達したことを示す入力をワンド排出位置センサ７６から受信すると、キャリアをホーム位置に戻すために、モータ６１の方向を逆転させる。キャリア５０がワンド排出位置で保持されてからホーム位置に移動されるまでに、短い遅延が存在してもよい。ホーム位置センサ６８によって示されるとおりにキャリアがホーム位置に達すると、制御システムはモータ６１を停止し、システムは更なるユーザ入力を待つスタンバイモードに入る。このプロセスの間、コーヒー液ディスペンサ２６を通してコーヒー液が飲料に導入されてもよく、コーヒー液ディスペンサ２６は、蒸気処理中に飲料容器より上にあるように、ワンド取り付けユニット３０のジョーに隣接した場所にある。
【0074】
装置１１は、蒸気処理、又は任意の他の必要なプロセスが完了してワンドが排出されたときをユーザに指示するための、発光器又は鳴動器などのインジケータを有してもよい。次いで、ユーザは、飲料容器を取り外し、ワンド１２をノッチ１８から外へ摺動させることができる。ワンド１２は、所望であれば飲料を撹拌するために使用することができ、その後の再使用のために続いて洗浄される、又は使い捨てワンドであれば洗浄を省く。
【0075】
ワンド１２が動作位置にないか、ワンドがジョー内に正しく保持されていない状態で、ユーザが蒸気処理サイクルを開始した場合は、蒸気噴射位置用センサ６９によって示されるとおりにキャリア５０が蒸気噴射位置に達したときに、ワンドが動作位置で正しく配置されていることを示すワンド存在センサ６５からの入力が受信されなければ、制御システム２８はプロセスを中止する。こうした状況では、制御システム２８は、蒸気ノズルをスチーマ１３に接続せず、代わりに、誤って装着されたワンドが存在する場合には排出されるように、キャリア５０をワンド排出位置へ移動させ、その後、ホーム位置に戻る。
【0076】
上記のものと同様のワンド取り付けユニット３０は、異なるタイプの多様な飲料装置に採用可能であり、それらの飲料装置には、密封ポッドに入ったコーヒーなどの煎出材料がマシンに導入され、密封ポッドを破壊して煎出材料が煎出チャンバに注出され、そこに熱湯が導入されて煎出飲料が作成される装置が含まれる。図１３は、本発明によるシステム１１０の更なる実施形態の流体構成要素を概略的に示す。
【0077】
この第２の実施形態によるシステム１１０は、ワンド１１２を動作位置で取り外し可能に保持し、蒸気ノズル（図１３には図示せず）を使用中のワンドに動作可能に係合及び係合解除するための、上記のものと同様のワンド取り付けユニット１３０を有する、飲料調製装置１１１を含む。
【0078】
システム１１０は、飲料の煎出（brew）及び注出（dispensing）のサブシステムと、飲料の加熱及び泡立てのための蒸気サブシステムとを含む。
【0079】
飲料の煎出及び注出のサブシステムは煎出チャンバ１２３を含み、煎出チャンバ１２３に、挽いたコーヒー又はコーヒー液などの煎出材料が注出され、熱湯と混合される。飲料を煎出するための熱湯は、冷水リザーバ１１６から主ポンプ１１８ａによって引き出され、流量計１７７及び主温水器１２４を通過する。煎出後、抽出された飲料は、ワンド取り付けユニット１３０に隣接して配置された液体飲料出口１２６を通って注出される。
【0080】
蒸気サブシステムは、より小さい水ポンプ１１８ｂを含み、水ポンプ１１８ｂはリザーバ１１６から冷水を引き込んでスチーマ１１３（サーモブロックであってもよい）を通過させる。スチーマ１１３は、ワンド取り付けユニット１３０内の蒸気ノズルに蒸気導管１１４によって接続されている。蒸気導管１１４には、空気ポンプ１７８もまた接続されており、空気が一方向バルブを通じて蒸気ライン１１４内に導入できるようにする。蒸気サブシステムは、スチーマ１１３とノズルとの間の蒸気ライン１１４内に蒸気排気バルブ１７９を含み、これを開いて、過剰な蒸気を冷水リザーバに向かって戻すことができる。蒸気排気バルブ１７９は、典型的には、蒸気処理プロセスの最後にノズルをワンドから係合解除する前に、システムから過剰な蒸気を排出するために操作される。これは、ノズルキャリアが上昇する際に、ワンドとノズルとの間から過剰な蒸気が漏れ出ることを防ぐために役立つ。蒸気排気バルブ１７９は、電子制御システム２８によって操作される電子作動式のバルブである。
【0081】
使用時には、ユーザが、ミルクなどの飲料を保持する容器１０９内にワンド１１２を動作位置で挿入すると、システム１１０が使用されて、第１の実施形態に関して前述した方法でワンドを通して蒸気を導き、飲料を加熱及び泡立てさせる。ユーザの要求する手順によっては、装置１１１は、まず、ノズルキャリアがホーム位置にある間に飲料の煎出及び注出のサブシステムを使用して飲料を煎出して、煎出した飲料をミルクへ注出してから、蒸気処理プロセスを開始してもよい。
【0082】
上記の実施形態では、装置は、スチーマ１１３を蒸気ノズル１５と、又は冷水リザーバ１６、１１６などの好適な不要な場所と選択的に接続するための電子作動式の排気バルブ１７９を有する。制御システム２８は、蒸気処理手順が選択されており、かつ、ノズルキャリアが蒸気噴射位置にあってワンドが動作位置で存在することをセンサが、確認したときには、スチーマ１１３を蒸気ノズル１５に接続するようにバルブを作動させ、蒸気処理手順の終了時には、ワンド１２からノズル１５を切り離すためにノズルキャリアが引き上げられる前にいかなる過剰な蒸気圧も解放するために、スチーマを蒸気ノズルから切り離してリザーバに接続するようにバルブを作動させる。
【0083】
電子蒸気排気バルブを使用する代わりに、機械的バルブ構造を蒸気ノズル係合機構３２に組み込むこともできる。
【0084】
図１４～図１９は、図１３に示される第２の実施形態による装置１１１で使用するためのワンド取り付けユニット１３０の代替実施形態を示す。ワンド取り付けユニット１３０は第１の実施形態のものと同様であり、ここでは、この更なる実施形態によるワンド取り付けユニット１３０と第１の実施形態のワンド取り付けユニット３０との間の主な相違のみを詳細に説明するので、詳細については第１の実施形態を参照されたい。これらの相違は主として蒸気ノズル係合機構１３２にあり、蒸気ノズル係合機構１３２は機械的バルブ構造１８０を組み込むように修正されており、機械的バルブ構造１８０は、電子蒸気排気バルブ１７９に置き換わり、また、主温水器１２４から煎出チャンバ１２３へ熱湯を導くように動作可能である。
【0085】
ノズルキャリア１５０は、蒸気ノズル１１５が摺動可能に装着される垂直ボア孔１５４を画定する本体１８１を有する。この場合の本体１８１はバルブ本体を含み、３つのポート１８２、１８３、１８４を画定し、ポート１８２、１８３、１８４は全て、異なる垂直位置でボア孔１５４内へ開く。第１のポート１８２は入口ポートであり、スチーマ１１３又は主温水器１２４などの熱湯源のいずれかに選択的に流体接続されている。第２のポート１８３は入口ポートより上でボア孔１５４内へ開き、排気先と流体接続された排気ポートであり、排気先は、冷水リザーバ１１６であっても、又は冷水リザーバ１１６とスチーマ１１３との間の流体回路の一部であってもよい。第３のポート１８４は入口ポート１８２より下にあり、煎出チャンバ１２３と流体接続された熱湯用の出口ポートを提供する。
【0086】
蒸気ノズル１１５は概ね円筒状の部材であり、ボア孔１５４内に摺動可能に装着される。ノズルはボア孔１５４の直径よりも直径の小さい中央領域１８６を有し、中央領域より上にあるノズルの領域１８７と下にあるノズルの領域１８８は、ボア孔１５４内にぴったりとあって摺動嵌合されている。ノズルの上端領域はキャリア本体１８１から突出しており、キャリア本体１８１の外側の、ノズルの上端領域には、ばねカラー１８９が固定的に装着されている。ばねカラー１８９とキャリア本体１８１との間にコイルばね１５６が張力が発生するように装着されており、ボア孔内でノズルを、キャリア本体１８１に対して下向きに、第１の休止位置へと付勢するように動作可能である。前述した実施形態と同様に、ノズル１１５は、使用中に蒸気をワンドに導くために、ノズルの下端の中央にある蒸気出口１５１を有する。しかし、本実施形態のノズル蒸気入口１５２は、ノズルの小径領域の下端に向かってボア孔１５４内へ開く径方向ポートによって構成されている。ノズル蒸気入口１５２は、ノズル内の内部蒸気導管１９０で蒸気出口１５１と流体接続されている。
【0087】
ノズルの小径の中央領域の周りに、３つのシール１９１、１９２、１９３がボア孔１５４の表面に係合するように装着され、各シールより上にあるボア孔の領域と下にあるボア孔の領域を互いに流体的に隔離するようになっている。シールは互いに離間しており、入口ポート１８２が、ボア孔１５４内のノズル１１５の垂直方向の位置に応じて、ノズルの排気ポート１８３、熱湯出口ポート１８４、又は蒸気入口１５２のいずれかに流体接続されるように、配置されている。シール１９１のうちの最も上のものはノズルの小径領域の上端にあり、蒸気ノズル１１５が第１の位置にあるときは、入口ポート１８２と排気ポート１８３との間にあるように配置される。もうひとつのシール１９２はノズルの蒸気入口１５２のすぐ上にあり、ノズルが第１の位置にあるときは、熱湯出口ポート１８４より下にあるように構成される。最も下のシール１９３は小径部分の下端において、ノズルの径方向に開く蒸気入口ポート１５２より下にある。
【0088】
図１４はホーム位置にあるキャリア１５０を示し、ノズル１１５がノズルばね１５６によってキャリアのキャリア本体１８１に対して第１の位置で保持されている状態である。この構成では、最も上のシール１９１は入口ポート１８２と排気ポート１８３との間にあり、中間のシール１９２は熱湯出口ポート１８４より下にあって、入口ポート１８２がノズル内で、最も上のシール１９１と中間のシール１９２との間でボア孔１５４を通って熱湯出口ポート１８４と流体接続されるが、ノズルにおいて排気ポート１８３と蒸気入口ポート１５２との両方は流体的に隔離されるようになっている。図１７に、ノズルが第１の休止位置にあるときの、バルブ１８０を通る流れを示す。この構成では、入口ポート１８２を主温水器１２４に接続することによって、バルブ１８０を通して熱湯を煎出チャンバ１２３に導くことができる。典型的には、キャリア１５０がホーム位置にあることをホーム位置用ホール効果センサ６８が示すときにのみ、熱湯はバルブ１８０を通って熱湯出口に導かれる。
【0089】
キャリア１５０がホーム位置から蒸気噴射位置に向かって移動する間であるが、ノズル１１５がワンド１２に係合する前は、入口ポート１８２は、バルブ１８０を通して熱湯出口ポート１８４と流体接続されたままである。キャリア１５０が蒸気噴射位置に近づくと、ノズル１１５はワンドに係合し、ノズルばね１５６を引き延ばしながら、キャリア本体１８１に対して上向きに偏向する。図１５に示すように、これにより、まずノズル１１５がキャリア本体１５０内で中間位置又は排気位置に移動し、中間位置又は排気位置では、最も上のシール１９１が排気ポート１８３より上にあり、中間のシール１９２が熱湯出口ポート１８４より上にあるので、入口ポート１８２はノズルの排気ポート１８３とは流体接続されるが、ノズルの熱湯出口ポート１８４及び蒸気入口１５２からは流体的に隔離される。これにより、過剰な圧力が蓄積している場合に、バルブ及び入口ポート内から熱湯及び／又は蒸気を排気できるようになる。図１８に、ノズルが排気位置にあるときの、バルブ１８０を通る流れを示す。
【0090】
図１６に示すように、ノズルキャリア１５０が蒸気噴射位置まで下向きに進み続けると、ノズル１１５は、ボア孔１５４内の排気位置を越えて第２の位置まで移動する。ノズル１１５が第２の位置に入ると、ノズル蒸気入口１５２より上にある中間のシール１９２は、入口ポート１８２と排気ポート１８３との間にあり、ノズル蒸気入口１５２より下にある最も下のシール１９３は、入口ポート１８２より下にあるが熱湯出口ポート１８４より上にある。これにより、入口ポート１８２は、ノズル１１５の蒸気入口１５２と流体連通する。この構成では、蒸気が入口ポート１８２及びノズル１１５を通してワンド１１２内に導かれ、蒸気処理プロセスを実行することができる。図１９に、ノズルが第２の位置にあるときの、バルブ１８０を通る流れを示す。
【0091】
蒸気処理プロセスが完了すると、制御システム２８はバルブの入口ポート１８２へ蒸気を導くことを停止して、キャリア１５０をワンド排出位置に向かって移動させる。キャリア１５０がワンドから離れる方向に移動し始めると、ノズル１１５は、ノズルばね１５６によって第１の位置に向かって下向きに付勢されて中間の排気位置を再び通過し、中間の排気位置では、図１５及び図１８に示すように、入口ポート１８２が排気ポート１８３と流体接続される。この状態は、ノズルがワンドと完全に係合解除される前に起こり、それにより、入口ポート１８２及びバルブ１８０内に残った蒸気を安全に排気できるようになり、続いてノズル１１５がワンドから係合解除されるときに、蒸気又は熱湯がユーザに向かって外部に排気されることが確実にないようにする。
【0092】
ノズルキャリア１５０は、続いて、まずワンド排出位置へ移動し、次いで休止位置に戻る。キャリア１５０がワンドから十分な距離だけ離れるまで移動すると、ノズル１１５はワンドから完全に係合解除して、ノズルばね１５６によって第１の位置に戻り、その結果、図１７に示すように入口ポート１８２が熱湯出口ポート１８４に流体接続される。しかし、キャリア１５０がワンド排出位置を通過してホーム位置に戻っていることをセンサ６８、７０が示し、かつ、熱湯が要求されているのではない限り、制御システム２８は、熱湯システムを作動させてバルブ１８０を通して熱湯出口に熱湯を送達することはない。
【0093】
蒸気ノズル係合機構１３２への機械的バルブ構造１８０の組み込みは、ノズルキャリアとノズルとの直線的変位を好都合に使用し、電子作動式のバルブを組み込む必要なく、ノズル１１５を通して蒸気を適時にワンド又は排気孔へ選択的に導く。本実施形態では、バルブ１８０は熱湯及び／又は蒸気を煎出チャンバに選択的に導くためにも使用されるが、バルブは、蒸気源をノズル又は排気孔に接続するためにのみ使用されるように修正することもできる。ワンドに係合及び係合解除する際のバルブ本体に対するノズル１１５の移動を使用して蒸気及び／又は熱湯をシステム内の適切な標的へ導くという機能を実現しながら、バルブ構造の詳細を本開示の実施形態のものから変更してもよいことが理解される。シール１９１、１９２、１９３のうちの任意の２つ以上が単一のシール部材の別々のシール面として提供されてもよく、又は、それらの全てが、完全に別々のシール部材であってもよい。
【0094】
本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更形態が可能である。例えば、本明細書に記載されるものと同様のワンド装着ユニット３０、１３０を、多様な種類の異なる飲料装置に採用することができ、図１に示すとおりの飲料調製装置での適用に限定されるものではない。更に、ワンドを動作位置で保持するための一対のばね式ジョー３５ａ、３５ｂが特に有効であることは判明しているが、ワンド取り付けユニットは、ワンドを動作位置で保持するための他の構造を備えてもよい。更なる変更形態では、蒸気ノズルをキャリアアセンブリに装着する代わりに、ワンドをワンドホルダに挿入すること又はワンドホルダから取り外すことを可能にするために蒸気ノズルがワンドホルダから離間しているワンド挿入位置と、ワンドがワンドホルダ内に動作位置で装着されたときに蒸気ノズルがワンドの入口端に動作可能に係合するワンド係合位置との間を蒸気ノズル自体が直接移動してもよい。そのような実施形態では、アクチュエータ構造は、蒸気ノズルに直接作用して、蒸気ノズルをワンド挿入位置とワンド係合位置との間で移動し、制御システムの制御下で必要とされる任意の他の位置に移動するように配置される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】